网络环境下提高化学课堂教学实效性的研究

张建民

【摘 要】随着信息技术的发展，网络教学已经悄然走进了课堂。网络教学有诸多优势，当然，也有一些制约因素。本文从应用的角度谈了网络课堂教学的优势，影响网络教学的几点因素，以及在网络环境下提高化学课堂教学实效性的行动研究。

【关键词】信息技术；化学课堂教学；实效性；任务驱动

建构主义认为：学习者要真正获得知识，主要不是通过教师的传授得到的，而是学习者在一定的社会文化背景和环境下，利用必要的学习资源，通过与其他人的协商、交流、合作和本人进行意义建构方式获得的。它强调学习者能够通过自主学习或者合作学习获得知识。因此，教师在授课过程中决不包办代替，越俎代庖。学生应用信息技术探究化学问题为主要目的的信息技术与化学学科整合，无疑使学生站在另一个平台上，使学生建构知识的体系的过程也有了一定的变化。它将改变学生的学习方式，实现真正意义上的数字化学习。

一、网络环境下元素化合物知识的教学实效性研究

元素化合物知识是化学学科中重要内容，元素化合物教学是中学化学教学中的重要组成部分，也是中学化学教师研究的重点。但这类内容的教学是否只能遵循结构——性质——用途的单一模式？在新的课程观念的倡导下：如何在元素化合物教学中体现“以学生发展为本”的教育理念，落实“提高学生科学素养”的教育宗旨，最终促使学生的自我发展，本文在网络环境下对元素化合物的学习，以人教版高一必修第一册第七章第二节——《硅酸盐工业简介》做了一次行动研究。

1.教学设计

本课教学的主要框架是：

硅酸盐材料：是以含硅物质为原料的经加热制成的，这一制造工业叫硅酸盐工业。传统的硅酸盐工业包括：水泥、玻璃、陶瓷等。

天然硅酸盐结构：其基本结构单元为硅氧四面体，即硅位于四面体的中心，四个氧原子位于四个顶点，四面体相互结合，或与金属离子形成：具有单个阴离子，链状或层状阴离子以及骨架状结构等四大类硅酸盐。

本课堂介绍的生产流程及设备不易于表达，可以由相应的图片展示给学生，学生对这样的网络教学很感兴趣，相比文字较多、颇为枯燥的教科书，学习的动力要强得多，也适合学生自主学习。学生可以依据课堂教学目标自行检索相关内容，培养学生自主学习能力。

2.教学模式分析

实施网络教学的最终目的不只是查阅和理解信息，还要求进一步进行信息处理，通过网络提供充分的探究空间来形成知识结构。我们实施的网络教学给学生留下的最深刻的印象是应用了化学教学认知过程中最新的观点，即对化学概念的理解必须建立在三个层次上：宏观现象水平、微观粒子水平和符号表证水平。

高中化学的元素化合物知识主要是一些陈述性知识或下位概念，即一些基本、常见或典型的化学事实性知识。这类知识不同于化学实验技能，也不同一般的化学问题解决方法，它有它自身的形成机制与贮存形成，它在人脑中主要是以命题、图式（实验场景）等形式贮存，但的形成依赖于学生头脑中原有的知识。

二、网络环境下物质结构知识教学实效性的研究

教学大纲和考试说明都要求学生要有一定的三维的想象能力。晶体结构就是一个非常好的知识载体。以前通过教师的讲解很难达到好的效果，在网络环境下，运用探究学习使学生主动参与而获得的知识，学生能理解得更深刻，掌握得更牢固，应用得更灵活，取得了非常好的效果。对发展个性、培养能力、造就创造性人才大有裨益。

1.探究的过程

提出问题：为什么晶体有规则的几何外形？

提出假设：学生提出如下假设：

（1）与构成晶体的微粒形状有关系；

（2）与构成晶体的微粒排列有关；

（3）与制作晶体的方法有关；……

微观探究：请同学们打开网络服务器：＼晶体结构＼NaCl.AVI文件，观察NaCl晶体结构，思考以下问题：

（1）Na+和Cl-的排列有什么规律？画出最小立方体并标出Na+和Cl-的位置。

（2）从NaCl晶体结构的角度分析，为什么Na+与Cl-的个数比为1∶1？

（3）一个Na+离子周围与它等距且最近的Na+离子有几个？

观察是获得知识的最基本途径，也是认识客观事物的最基本环节，更是思维的基础。探究的问题是开放性的，需要学生细心地观察和表述。

2.通过本节在网络环境下探究学习方式学习晶体结构体会

教学的内容应考虑学生的现有的知识水平。不需探究也能理解的浅显易懂的教学内容更有利于培养学生的创新精神，知识掌握得更牢固、更灵活。

探究的过程比内容更重要。探究的过程可以帮助学生学习如何解决问题，如何摒弃不合理的假设，如何将新信息与已有知识联系起来寻找问题的突破口。如何坚持到底直至问题解决。通过探究活动，学生才会懂得如何最佳地解决问题，学生参与探究过程的练习越多，越能够将这一过程迁移到解决其他问题的情景中。

三、网络环境下化学实验知识教学实效性的研究

在网络环境下，可以进行化学实验知识的学习。即可进行模拟化学实验，以提高化学课堂的实效性。

1.模拟化学实验原理

有些实验操作简单，但原理不易理解。例如：用收集密度比空气小的气体。空气看不见，摸不着。一个盛满空气集气瓶，由于空气是无色的，而且用另一种也无色气体通入瓶中把空气赶出来，这个过程是肉眼看不见的。若用计算机对这一过程进行模拟，可以使之具体化、直观化，帮助学生理解。即用不同颜色表示两种气体，通过颜色移动显示一种气体把另一种气体从集气瓶中赶出来，其直观性是很强的。

2.模拟化学实验操作

仿真化学实验，它具有全新的概念，严谨的科学性和开放的交互性。仿真化学实验室为学生在网络环境下，用计算机建立一个虚拟的化学实验室。试管、烧杯、酒精灯、铁架台、烧瓶、锥形瓶、集气瓶、漏斗、导管等这些真实实验室中的器具，在仿真实验室中也有尽有。学生可以自由的搭建实验仪器、添加药品，《仿真化学实验室》能智能的处理药品之间的反应。

3.由于条件限制不能进行的实验

如：工业法制氧气、有机合成、沼气的开发和利用等用多媒体模拟是可取的。且模拟化学实验能让学生抓住观察对象的主要特征和变化过程，明确观察对象产生变化的现象和条件，有助于培养学生的注意品质。

4.可以通过计算机局部放大模拟

如中和滴定实验中的俯视、仰视对实验误差的影响等，通过计算机的局部放大模拟，学生对实验误差的分析的理解就会更加深刻。学生在实验中所经受的思维、操作、分析、观察能力的锻炼，在实验中对情绪、意志、毅力等品质的形成又能通过实验来体现。

不足之处：由于技术上的原因，虚拟实验的“真实性”离现实还有很大的差距，有些只停留在设想阶段。基础实验的操作步骤还有待进一步细化，有些内容还需要进一步修改；另外在实验数据的分析与处理方面还有待测试与完善。这些都将成为我们今后改进的方向。